Устройство для измерения расхода энергии при сверхскоростном резании металлов Советский патент 1984 года по МПК B23Q15/00 

Изобретение относится к обработке металлов резанием и }4ожет быть использовано для измерения парё1метров (скорости и др,) зоны сверхскоростного резания металлов (порядка 100-1000 м/с).

Известны устройства для измерения

Расхода энергии маятниковым способом 1.

Известные устройства не обеспечивают высокой точности измерения, чув ствительны к вибрациям, трудно налаживаемые при регулировании глубины резания.

Известно также устройство для измерения расхода энергии при сверхскоростном резании металлов, содержащее огнестрельную установку с дульной частью, в которой встроены контактные датчики, В дульной части неподвижно закреплен образец. Процесс резания осуществляется выстрелом резца из огнестрельной установки по неподвижному образцу, Определение расхода энергии и усилия резания производится путем измерения скорости резца до и после зоны резания, В частности, расход энергии устанавливется по разности квадратов скоростей резца до и после зоны резания (v - ) и массе резца. Регистрация скорости резца осуществляется на осциллографе с погрешностьюизмерения 8-10% 2 ,

Недостаток данного устройства состоит в низкой точности измерения нескольких важных характеристик процесса резания (например, стойкостных характеристик резца, точное регулирование глубины резания, улавливание стружки без ее дополнительной деформации и т,д,),

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения расхода энергии при сверхскоростном резании металлов, содержащем стреляющее приспособление с дульной частью контактные датчики,встроенные в последней, резец,образец и регистраторы скорости подвижного элемента до и после резания, каждый регистратор скорости выполнен из последовательно соединенных первого логического элемента И-НЕ, инвертора, второго логического элемента И-НЕ и счетчика импульсов, кррме того, устройство содержит генератор импульсов, подключенный к второму входу второго элемента И-НЕ, и два триггера, каждый из которых своим входом подключен к соответствующему, контактному датчику, а первый логический элемент И-НЕ первым- входом подключен к прямому выходу первого триггера, а вторым входом подключен к инверсному выходу второго триггера,

На фиг, 1 показан узел резания устройства; на фиг, 2 - схема измерения расхода энергии при резании.

Узел резания состоит из дула 1, к которому под давлением пороховых газов, выделенных из стреляющего приспособления (не показано), перемещается исследуемый образец 2, резца 3, закрепленного перпендикулярно оси дула, микрометрического механизма 4 для установки требуемой глубины резания и стружкоулавливателя 5, В отверстиях дула 1 встроены датчики 6-10 для регистрации скорости образца 2 до и после зоны резания.

Схема измерения, (фиг. 2) содержит контактные датчики, триггеры 11-15, входы которых подключены к контактным датчикам 6-10, логические элементы Н-НЕ 16-20 и инверторы 21-26, соединенные с выходами триггера, генератор 27 и счетчики 28, 29 импульсов высокой частоты, дешифраторы 30 и 31, цифровые индикаторы 32 и 33 соответственно скорости образца до и после зоны резания, электронный осциллограф 34 и кнопку 35,

Устройство работает следующим образом.

При контакте движущегося в дуле образца 2 с неподвижным резцом 3 осуществляется процесс резания. Подача резца для установки требуемой глубины резания производится микрометрическим механизмом 4, После резания образца стружка по наклонному отверстию- в стволе попадает в стружкоулавливатель 5, Стружкоулавливатель легко отделяется от узла резания, Образец, пройдя узел резания, попадает в специальный улавливатель, откуда извлекается для исследования,

Работа схемы измерения скорости образца заключается в следующем. При перемещении образца 2 происходит последовательное срабатывание замыкания контактных датчиков 6-10, расположенных в дуле, что вызывает смену состояния триггеров 11-15, При этом на выходах логических элементов И-НЕ 16 и 17, входы которых подключены соответственно к инверсным и прямым выходам триггеров 12, 13 и 14, 15, формируются прямоугольные импульсы, длительность которых обратно пропорциональна скорости образца о и после процесса резания. Импульсы С выходов элементов 16 и 17 инвертируются элементами 25 к 26 и открывают поочередно логические элеентУ И-ЙЕ 19 и 20, через которые на входы счетчиков 28 и 29 поступат импульсы высокой частоты с кварцевого генератора 27, Количество подчитанных счетчиками 28 и 29 импульсов обратно пропорционально скорости эбраэца до .и после зоны резания.

Состояние счетчиков 28 и 29 дешифруется дешифраторами 30, 31 и инди цируется десятичными цифровыми индикаторами 32 и 33. Длительность импульсов генератора 27 (0,1 м.с) выбрана намного меньше длительности импульсов на выходе элементов 16,17, чем и достигается высокая точность (0,5%) определения скорости образца до и после процесса резания, а следовательно, и расхода энергии на резаиие. Кроме того, представление информации в цифровом виде повышает производительность измерений.

В устройстве предусмотрена дополнительная возможность регистрации импульсов скорости образца на электронном осциллографе 34. Это достигается подачей импульсных сигналов выходов элементов 16 и 17 через элемент И-НЕ на вход у осциллографа. При этом запуск временной развертки осциллографа осуществляется триггером 11.

Кнопка 35 служит для установки начального состояния схемы измерения при повторных экспериментах. Ииверторы 21-24 обеспечивают повышение помехозащищенности cxeNbJ измерения,

В устройстве возможно также исiпользование контактных .датчиков, ра0ботающих на размыкание при полете образца через соответствующий датчик. При этом входы триггеров 11-15 должны быть подключены к датчикам через дополнительные инверторы.

5

Применение устройства позволяет увеличить объем и повысить качество получаемой информации за счет высокой точности измерений, а также сократить время проведения экспериментов.

0

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ЭНЕРГИИ ПРИ СВЕРХСКОРОСТНОМ РЕЗАНИИ МЕТАЛЛОВ, содержащее стрелякхцее приспособление с дульной частью. контактные датчики, встроенные в последней, резец, образец и регистраторы скорости подвижного элемента до и после резания, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, каждый регистратор скорости выполнен из последовательно соединенных первого логического элемента И-НЕ, инвертора, второго логического элемента И-НЕ и счетчика импульсов, кроме того, устройство содержит генератор импульсов, подключенный к второму входу второго элемента И-НЕ, и два триггера, каждый из КОТОЕИХ своим входом подключен к соответствующему контактному датчику, а первый логичес- { кий элемент первым входом под«Л ключен к прямому выходу первого триггера, а вторым входом подключен к инверсному выходу второго триггера / ю to со 2